轉(zhuǎn)杯紡紗機(jī)半自動(dòng)接頭系統(tǒng)控制方案.doc

2FJA轉(zhuǎn)杯紡紗機(jī)控制系統(tǒng)方案及要求一 系統(tǒng)概述為滿足現(xiàn)代化紡織工業(yè)高自動(dòng)化、高效，高可靠和高精度的要求，可編程序控制器、人機(jī)界面和變頻傳動(dòng)在紡織工業(yè)取得了廣泛的應(yīng)用，并且收效甚好。2FJA轉(zhuǎn)杯紡紗機(jī)控制系統(tǒng)由PLC電氣控制部分和半自動(dòng)接頭控制部分組成，其中半自動(dòng)接頭控制部分由傳感器控制部分和步進(jìn)電機(jī)控制部分組成。該系統(tǒng)可紡制普通紗支和花式竹節(jié)紗。另外該系統(tǒng)還可改造為2FJ轉(zhuǎn)杯紡紗機(jī)控制系統(tǒng)，即把步進(jìn)電機(jī)控制部分從系統(tǒng)中取掉后，原步進(jìn)電機(jī)用電磁離合器代替，此時(shí)半自動(dòng)接頭控制系統(tǒng)只包含傳感器控制部分，只能紡制普通紗支。整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則是安全、經(jīng)濟(jì)、耐用，并且?guī)в泻推渌到y(tǒng)的兼容性，將來擴(kuò)展性。二 PLC電氣控制部分PLC電氣控制部分主要由電氣控制箱及其與外部電機(jī)、電器相連接的纜線組成，該部分負(fù)責(zé)整個(gè)2FJA轉(zhuǎn)杯紡紗機(jī)的運(yùn)行操作、運(yùn)轉(zhuǎn)控制及狀況監(jiān)測等。1、2FJA的運(yùn)轉(zhuǎn)控制2FJA的運(yùn)轉(zhuǎn)主要由轉(zhuǎn)杯、引紗、左右分梳、工藝排風(fēng)、排雜、輔助吸嘴和輸送帶等8個(gè)電機(jī)控制。轉(zhuǎn)杯電機(jī)、引紗電機(jī)采用PLC變頻器自動(dòng)調(diào)速控制，做到對(duì)電機(jī)全方位變頻控制。變頻電機(jī)的調(diào)速狀態(tài)放在觸摸屏的一個(gè)單獨(dú)畫面，顯示電機(jī)的設(shè)定速度和實(shí)際反饋速度，可以根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行信號(hào)進(jìn)行自動(dòng)PID調(diào)節(jié)。左右分梳、工藝排風(fēng)、排雜、輔助吸嘴和輸送帶等電機(jī)控制采用PLC直接自動(dòng)輸出控制，并且?guī)в羞\(yùn)行反饋和故障反饋。電氣控制整體采用連鎖控制，電氣設(shè)備間應(yīng)采用雙重連鎖，硬件連鎖和軟件連鎖同時(shí)采用，在機(jī)器操作箱上設(shè)有急停按鈕，盡一切可能保證系統(tǒng)運(yùn)行的安全性。整機(jī)自動(dòng)運(yùn)行過程如下（系統(tǒng)另需提供轉(zhuǎn)杯電機(jī)點(diǎn)動(dòng)、工藝風(fēng)機(jī)點(diǎn)動(dòng)、排雜風(fēng)機(jī)點(diǎn)動(dòng)、左分梳電機(jī)點(diǎn)動(dòng)、右分梳電機(jī)點(diǎn)動(dòng)、引紗電機(jī)點(diǎn)動(dòng)、輔助吸嘴、步進(jìn)系統(tǒng)點(diǎn)動(dòng)等操作。）： A、啟動(dòng)過程如下：整機(jī)運(yùn)行（畫面按鈕）轉(zhuǎn)杯運(yùn)轉(zhuǎn)工藝風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)排雜風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)左、右分梳運(yùn)轉(zhuǎn)引紗運(yùn)轉(zhuǎn)步進(jìn)系統(tǒng)準(zhǔn)備啟動(dòng)過程每步運(yùn)轉(zhuǎn)之間有延時(shí),延時(shí)時(shí)間可以在人機(jī)界面設(shè)置。B、整機(jī)停止過程如下：整機(jī)停止（畫面按鈕）步進(jìn)系統(tǒng)停止（此動(dòng)作與檢測到斷紗相同）引紗停止運(yùn)轉(zhuǎn)其它電機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。停止過程中每步動(dòng)作之間設(shè)置1秒延時(shí)。2、2FJA的狀況監(jiān)測PLC要監(jiān)測設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)的狀況，并將相關(guān)數(shù)據(jù)反饋到人機(jī)界面上供操作著查詢。設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)狀況包括如下內(nèi)容：A、紡紗工藝參數(shù)包括轉(zhuǎn)杯轉(zhuǎn)速、左右分梳轉(zhuǎn)速、引紗速度、喂棉速度（即步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)速）。B、設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)狀況包括監(jiān)測工藝排風(fēng)負(fù)壓、排雜風(fēng)機(jī)負(fù)壓、斷路器狀況、急停開關(guān)狀況等。C、通訊狀況監(jiān)測包括人機(jī)與PLC、PLC與變頻器以及PLC與半自動(dòng)接頭控制部分之間的通訊是否正常，并反饋所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)是否正確等。3、2FJA的運(yùn)行操作2FJA的運(yùn)行操作主要體現(xiàn)在人機(jī)界面所提供的操作畫面上。操作畫面應(yīng)包含系統(tǒng)點(diǎn)動(dòng)操作、自動(dòng)操作、運(yùn)行狀況、系統(tǒng)參數(shù)、產(chǎn)量報(bào)表、變頻調(diào)試、接頭參數(shù)、竹節(jié)紗參數(shù)、故障提示等。通過操作人機(jī)界面，本系統(tǒng)可以完成系統(tǒng)的操作、監(jiān)視、設(shè)定、管理等人機(jī)對(duì)話。主要功能有全機(jī)系統(tǒng)工藝流程和數(shù)據(jù)顯示、集中操作設(shè)定、處理報(bào)警、實(shí)時(shí)值和設(shè)定值記錄趨勢存儲(chǔ)、故障歷史及故障原因、各單機(jī)運(yùn)行狀態(tài)及各種工藝參數(shù)實(shí)時(shí)值和設(shè)定值的比較。工藝流程圖顯示：提供優(yōu)美的系統(tǒng)工藝流程圖，生產(chǎn)線流水作業(yè)的動(dòng)態(tài)顯示效果。監(jiān)視系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，顯示主傳動(dòng)設(shè)備的轉(zhuǎn)速，啟動(dòng)，停止?fàn)顟B(tài)，及低速時(shí)間，高速時(shí)間，低速啟動(dòng)時(shí)間，高速加速時(shí)間，聯(lián)合機(jī)停車時(shí)間，緊急停車時(shí)間，總牽伸比。畫面上還做到系統(tǒng)啟動(dòng)準(zhǔn)備，電機(jī)的單動(dòng)，聯(lián)動(dòng)狀態(tài)監(jiān)控。報(bào)警操作，記錄報(bào)警時(shí)間，報(bào)警類型，報(bào)警級(jí)別，報(bào)警點(diǎn)名字，報(bào)警組號(hào)，報(bào)警值，特別對(duì)于模擬量報(bào)警有多種類型,如上限、上上限、下限、下下限、變化率、最小偏差和最大偏差等等，而報(bào)警的優(yōu)先級(jí)可達(dá)999種，操作工可以進(jìn)行報(bào)警確認(rèn)。報(bào)警列表，以發(fā)生的前后次序顯示歷史報(bào)警。 三 半自動(dòng)接頭控制部分半自動(dòng)接頭控制部分由傳感器控制部分和步進(jìn)電機(jī)控制部分組成。半自動(dòng)接頭控制部分與機(jī)械裝置配合，共同完成接頭過程。1、接頭控制部分傳感器控制需要通訊板、控制驅(qū)動(dòng)板2部分組成?？刂乞?qū)動(dòng)板通過通訊板和PLC之間的實(shí)現(xiàn)通訊，主要是比較各脈沖輸出板卡內(nèi)的接頭系統(tǒng)延時(shí)時(shí)間（T1及T2）及步進(jìn)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)脈沖是否與PLC發(fā)送出的數(shù)據(jù)一致，其中通訊板可以實(shí)現(xiàn)與PLC系統(tǒng)的獨(dú)立通訊，而且可以實(shí)現(xiàn)將觸摸屏設(shè)置的參數(shù)直接傳入控制驅(qū)動(dòng)板，并且控制驅(qū)動(dòng)板把報(bào)警信號(hào)通過通訊板傳入PLC和觸摸屏。每個(gè)板卡可以控制16路斷頭處理裝置。如果板卡出現(xiàn)損壞問題，其他備用板卡的可以任意更換。步進(jìn)電機(jī)控制需要通訊板、控制驅(qū)動(dòng)板和步進(jìn)電機(jī)3部分組成。如果要對(duì)步進(jìn)電機(jī)做到PLC控制必須能實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)控制器和PLC之間的通訊，現(xiàn)今市場上能實(shí)現(xiàn)控制板和PLC通訊的本來就不多，而且很多控制板只能控制34個(gè)電機(jī)，顯然不能滿足紡紗機(jī)需要同時(shí)單獨(dú)控制大量步進(jìn)電機(jī)的要求。因此為紡紗機(jī)接頭系統(tǒng)特開發(fā)出新型大規(guī)模通訊板和控制驅(qū)動(dòng)板。其中通訊板可以實(shí)現(xiàn)與PLC系統(tǒng)的獨(dú)立通訊，而且可以實(shí)現(xiàn)將觸摸屏設(shè)置的參數(shù)直接傳入控制驅(qū)動(dòng)板，由控制驅(qū)動(dòng)板轉(zhuǎn)化為控制步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的脈沖信號(hào)。每個(gè)板卡可以控制16個(gè)步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)器。至于檢測斷紗后電機(jī)的反轉(zhuǎn)和起停問題可以由控制驅(qū)動(dòng)板控制電機(jī)驅(qū)動(dòng)器實(shí)現(xiàn)。如果板卡出現(xiàn)損壞問題，其他備用板卡的可以任意更換。綜上所述，在半自動(dòng)接頭控制系統(tǒng)中，需設(shè)計(jì)通訊板卡（板卡數(shù)量按需求增減，每路板卡地址由撥碼開關(guān)設(shè)置）、控制板卡（控制板卡包含步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器以及傳感器控制部分）等。每路通訊板卡控制16路控制板卡，每路控制板卡之間可隨意更換。2、接頭過程要求傳感器控制部分主要控制光電傳感器（檢測斷紗），動(dòng)作按鈕，電磁探針，電磁閥等主要設(shè)備（另外預(yù)留紗線測試傳感器位置）的動(dòng)作。其中動(dòng)作按鈕、光電傳感器為給控制驅(qū)動(dòng)板輸入信號(hào)，電磁探針和電磁閥為受控制驅(qū)動(dòng)板控制的輸出部分。整個(gè)控制工序如下：當(dāng)斷頭發(fā)生時(shí)，斷紗傳感器信號(hào)送給通訊控制板，喂給步進(jìn)電機(jī)停止工作，電磁探針釋放，電磁閥吸合。整個(gè)工序中關(guān)鍵的2個(gè)時(shí)間參數(shù)是探針延時(shí)T1(喂棉時(shí)間)，電磁閥延時(shí)T2(種紗進(jìn)入轉(zhuǎn)杯時(shí)間)。做完準(zhǔn)備階段后，啟動(dòng)半自動(dòng)接頭系統(tǒng)，喂給羅拉工作喂棉，形成須條環(huán)。喂棉時(shí)間主要控制棉條喂入時(shí)間及形成須條環(huán)的時(shí)間，一般形成須條環(huán)需70110Ms, T1需90200mS，該時(shí)間受喂棉、分梳、轉(zhuǎn)杯等速度因素影響，設(shè)置該參數(shù)在101000mS可調(diào)，控制精度10mS。當(dāng)系統(tǒng)計(jì)時(shí)時(shí)間達(dá)到T1時(shí)，電磁探針接通1秒后斷開，種紗進(jìn)入轉(zhuǎn)杯凝聚槽，打斷須條環(huán)并搭接一段在凝聚槽中一起加捻。種紗進(jìn)入轉(zhuǎn)杯時(shí)間T2一般比形成須條環(huán)時(shí)間大10100mS，同樣設(shè)置該參數(shù)在101000mS可調(diào)，控制精度10mS。接頭過程參照下頁控制流程圖：系統(tǒng)設(shè)計(jì)兩個(gè)參數(shù)可根據(jù)廠方要求設(shè)計(jì)默認(rèn)值，在觸摸屏上直接顯示如果工藝要求修改參數(shù)，可以在觸摸屏上選擇“參數(shù)修改”，然后選擇“整體修改”、“單獨(dú)修改”或“自動(dòng)修改”。選擇“整體修改”時(shí)，直接在“喂棉時(shí)間”或“種紗進(jìn)入轉(zhuǎn)杯時(shí)間”輸入時(shí)間設(shè)定數(shù)值，單位mS，點(diǎn)擊確認(rèn)即可將數(shù)值傳入下位系統(tǒng)；選擇“單獨(dú)修改”時(shí)，先選擇要修改時(shí)間的轉(zhuǎn)杯號(hào)，選擇進(jìn)入單獨(dú)修改畫面，在提示下輸入要修改數(shù)值，然后點(diǎn)擊確認(rèn)。選擇“自動(dòng)修改”時(shí)只要選擇預(yù)先設(shè)定的工藝，選擇后確認(rèn)將系統(tǒng)設(shè)定值直接傳入下位系統(tǒng)，工藝的設(shè)定由廠方負(fù)責(zé)工藝方面人員直接設(shè)定。參數(shù)修改將設(shè)定密碼保護(hù)，不同工作人員擁有不同密碼，可以修改不同權(quán)限下的設(shè)定數(shù)據(jù)。同時(shí)系統(tǒng)可對(duì)每錠位的紡紗斷頭次數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)并分類，在人機(jī)界面上給出統(tǒng)計(jì)值。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)參數(shù)存儲(chǔ)調(diào)用功能，操作者可以自由調(diào)用不同紡紗工藝的設(shè)置參數(shù)，方便調(diào)整生產(chǎn)任務(wù)時(shí)調(diào)整工藝參數(shù)。3、花式竹節(jié)紗工藝要求竹節(jié)紡紗功能的詳細(xì)控制：該控制主要可以通過改變步進(jìn)電機(jī)的動(dòng)作頻率和頻率變化的間隔時(shí)間?？梢赃@樣控制，在觸摸屏上做16個(gè)步進(jìn)電機(jī)參數(shù)設(shè)置畫面，每個(gè)畫面包括12個(gè)步進(jìn)電機(jī)的階梯運(yùn)轉(zhuǎn)速度設(shè)置和間隔時(shí)間設(shè)置，在通訊控制板程序中分別將每個(gè)步進(jìn)電機(jī)的控制過程做好一段程序，將步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行輸出速度通過通訊直接從PLC送到通訊控制板卡，轉(zhuǎn)化為不同時(shí)間的不同轉(zhuǎn)速。在步進(jìn)電機(jī)啟動(dòng)時(shí)勻加速啟動(dòng)，避免由于啟動(dòng)力矩過大而拽斷紗線。當(dāng)光電開關(guān)檢測出斷線時(shí)，采取電機(jī)制動(dòng)，讓電機(jī)迅速停止。并且反轉(zhuǎn)60度。 正常紡紗過程中，按鈕按住時(shí)，斷紗傳感器信號(hào)無效。在紡普通紗時(shí)，按照設(shè)定速度運(yùn)行，并在檢測到紗線斷頭時(shí)反轉(zhuǎn)。 在紡竹節(jié)規(guī)律分布的竹節(jié)紗時(shí)，步進(jìn)電機(jī)的正轉(zhuǎn)階段按照觸摸屏設(shè)定數(shù)據(jù)和時(shí)間進(jìn)行有規(guī)律的加減速運(yùn)動(dòng)，并且在檢測到紗線斷頭時(shí)反轉(zhuǎn)。舉例說明：假設(shè)要求步進(jìn)電機(jī)啟動(dòng)時(shí)以S1速度運(yùn)行，運(yùn)行時(shí)間為T1；然后以S2速度運(yùn)行，運(yùn)行時(shí)間為T2；然后以S3速度運(yùn)行，運(yùn)行時(shí)間為T3；然后再切換到S1速度運(yùn)行，時(shí)間為T1，并且在S2運(yùn)行期間發(fā)生斷頭現(xiàn)象。在紡竹節(jié)無規(guī)律分布的竹節(jié)紗時(shí)，步進(jìn)電機(jī)的正轉(zhuǎn)階段可以依靠觸摸屏上人為按鈕的干涉進(jìn)行任意的加減速運(yùn)動(dòng)，并且在檢測到紗線斷頭時(shí)反轉(zhuǎn)。舉例說明：在步進(jìn)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，操作人員對(duì)觸摸屏上的步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行速度進(jìn)行隨機(jī)任意更改。并且做好一條無規(guī)律運(yùn)動(dòng)曲線輸入到觸摸屏。為了增